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镉镍蓄电池课件xx年xx月xx日•镉镍蓄电池概述•镉镍蓄电池的构造与原理•镉镍蓄电池的性能指标与测试•镉镍蓄电池的应用领域与市场前景目•镉镍蓄电池的安全使用与维护保养•镉镍蓄电池的发展趋势与挑战录01镉镍蓄电池概述镉镍蓄电池是一种二次电池，它是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等组成的。
镉镍蓄电池的正极材料是氢氧化镍，负极材料是海绵状镉，电解质是氢氧化钾溶液。
镉镍蓄电池的定义镉镍蓄电池的特点镉镍蓄电池具有较高的能量密度，这意味着在相同的重量下，它可以存储更多的电能。
高能量密度长寿命环保安全镉镍蓄电池的寿命较长，可以满足各种应用的需求。
镉镍蓄电池中的镉和镍都是环保的，不会对环境造成太大的污染。
镉镍蓄电池的安全性较高，不会因为过充、过放或短路等操作而产生危险。
镉镍蓄电池的发展历程镉镍蓄电池开始出现，并逐渐被应用于各种领域。
20世纪初随着电动汽车的兴起，镉镍蓄电池开始被广泛应用于汽车领域。
20世纪60年代随着电子技术的发展，镉镍蓄电池开始被广泛应用于各种电子设备中。
20世纪80年代随着环保意识的提高，镉镍蓄电池开始被广泛应用于绿色能源领域。
21世纪初02镉镍蓄电池的构造与原理由氧化镍粉、氢氧化镍、活性炭和凝胶剂等材料混合制成。
正极由镉粉、氢氧化镍、炭黑和凝胶剂等材料混合制成。
负极通常由聚乙烯或聚丙烯制成，用于隔离正负极，防止短路。
隔膜通常由镍合金或不锈钢制成，用于容纳正负极和电解液。
电池外壳镉镍蓄电池的内部结构在充电时，正极材料中的氧化镍被还原成金属镍，同时释放出电子，通过导线传输到正极。
在负极上，镉粉被氧化成镉离子，同时吸收电子，也通过导线传输到负极。
此时，正负极之间产生电势差，这个电势差是电池储存电能的原因。
放电过程在放电时，正负极上的电子通过导线释放出来，供给外部电路使用。
同时，正极和负极上的金属镍和镉离子分别还原成金属单质，附着在电极表面。
这个过程就是电池放电的过程。
充电过程镉镍蓄电池的工作原理VS镉镍蓄电池的材料要求要求具有高电导率、良好的化学稳定性和耐腐蚀性。
镍镉电池的原理和特点
镍镉电池是一种充电电池，其原理是通过电化学反应将化学能转化为电能。
电池的主要组成部分是正极、负极和电解质。
正极材料通常是氢氧化镍（Ni(OH)2），负极材料是氢氧化镉（Cd(OH)2）。
在充电过程中，正极材料中的镍氢化物被氧化，负极材料中的氢氧化镉被还原，同时电解质中的氢离子（H+）在电解质中移动。
这些反应导致电池中产生电流，将电化学能转化为电能。
镍镉电池的特点如下：
1. 高容量：镍镉电池的能量密度较高，可以存储较多的电能。
2. 长寿命：镍镉电池的循环寿命较长，可以进行多次充放电循环。
3. 快速充电：镍镉电池可以在短时间内进行快速充电，充电效率高。
4. 宽温度范围：镍镉电池可以在较宽的温度范围内正常工作，适用于各种环境条件下的使用。
5. 低自放电：镍镉电池的自放电率较低，即使长时间不使用也能保持较长的电荷。
然而，镍镉电池也存在一些缺点，如重金属镉对环境具有一定的污染性，需要进行特殊处理；此外，镍镉电池的价格较高，使用成本相对较高。
因此，在一些特定应用场景下，镍镉电池逐渐被其他类型的电池所替代。
镍镉电池的结构原理镍镉电池是一种常见的充电式电池，其主要成分是正极材料镍氢化物和负极材料镉。
本文将介绍镍镉电池的结构和工作原理。
一、镍镉电池的结构镍镉电池的结构主要由正极、负极、电解质和外壳组成。
1. 正极：正极主要采用镍氢化物（NiMH）作为活性物质，通常是由钴、镍、锰等过渡金属与氢离子形成的合金。
镍氢化物的特点是具有较高的氢吸附和解吸能力，能够在充放电过程中循环反复地吸收和释放氢。
2. 负极：负极一般采用金属镉（Cd）作为活性物质。
镉具有良好的电化学性能，能够在充放电过程中稳定地吸附和释放电子。
3. 电解质：电解质是连接正负极的桥梁，通常采用钠或钡等金属氢化物溶解于氢氧化钠溶液中作为液态电解质。
电解质起到传递离子的作用，使充放电反应得以顺利进行。
4. 外壳：外壳通常由金属或塑料材料制成，起到保护内部电池组件以及防止漏电的作用。
二、镍镉电池的工作原理镍镉电池的充放电过程主要由正极镍氢化物和负极金属镉之间的氢离子吸附和释放反应完成。
1. 充电过程：在充电过程中，外部电源引入电流，正极镍氢化物表面的氢离子被氧化为氧气，同时金属镉表面的氧气被还原为氢离子。
氧化反应和还原反应使得电池内部形成氢离子浓度梯度，从而形成电势差。
正极表面的镍氢化物吸附氢离子，并在表面形成氢化镍物质。
同时，金属镉释放出电子，形成氢气，并在负极表面形成氢气区域。
充电过程中，镍氢化物吸收氢离子并储存能量，负极金属镉释放电子并带动电流流动。
2. 放电过程：在放电过程中，外部负载接通，电池内部的化学能转化为电能。
正极镍氢化物表面吸附的氢离子被还原为氢气，同时金属镉释放的氢气被氧化为氧气。
放电过程中，镍氢化物释放出储存的氢离子，并与金属镉表面释放的电子相互结合，产生氢气。
在放电过程中，镍氢化物的活性物质减少，而负极金属镉则氧化，镉离子溶解进电解质中。
这样，通过充放电过程中不同材料的氢离子的吸附和释放反应，镍镉电池能够实现能量的转化和储存。
镍镉/镍氢电池的原理及充电方法作者：镍镉/镍氢电池的发展1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。
遗憾的是，由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。
后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。
其中最重要的改进是在1932年，科学家在镍电池中开始使用了活性物质。
他们将活性物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。
镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947年密封型镍镉电池研制成功。
在这种电池中，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。
密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应用范围大大增加。
密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。
随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。
70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。
它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。
近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。
镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。
1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。
目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。
蓄电池参数蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。
电池的容量通常用Ah(安时)表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。
单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。
镉镍电池镉镍电池 (nickel-cadmium battery) 是指采用金属镉作负极活性物质，氢氧化镍作正极活性物质的碱镍镉电池性蓄电池。
正、负极材料分别填充在穿孔的附镍钢带（或镍带）中，经拉浆、滚压、烧结、化成或涂膏、烘干、压片等方法制成极板；用聚酰胺非织布等材料作隔离层；用氢氧化钾水溶液作电解质溶液；电极经卷绕或叠合组装在塑料或镀镍钢壳内。
镉镍电池标称电压为1.2V，有圆柱密封式（KR）、扣式（KB）、方形密封式（KC）等多种类型。
具有使用温度范围宽、循环和贮存寿命长、能以较大电流放电等特点，但存在“记忆”效应，常因规律性的不正确使用造成电性能下降。
镉镍电池的电池表达式为：(-)Cd︱KOH(NaOH)︱NiOOH(+)电池反应为：放电时：Cd+NiOOH+H2O→Ni(OH)2+Cd(OH)2充电时：Ni(OH)2+Cd(OH)2→Cd+NiOOH+H2O大型袋式和开口式镉镍电池主要用于铁路机车、矿山、装甲车辆、飞机发动机等作起动或应急电源。
圆柱密封式镉镍电池主要用于电动工具、剃须器等便携式电器。
小型扣式镉镍电池主要用于小电流、低倍率放电的无绳电话、电动玩具等。
由于废弃镉镍电池对环境的污染，该系列的电池将逐渐被性能更好的金属氢化物镍电池所取代。
可控硅整流器可控硅整流器：是一种以晶闸管（电力电子功率器件）为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。
“NX70系列晶闸管整流器”通过对电压、电流和功率的精确控制，从而实现精密控温。
并且凭借其先进的数字控制算法，优化了电能使用效率。
对节约电能起了重要作用。
硅整流发电机硅整流发电机是以内燃机为动力的工程建设机械的主要电源，在内燃机正常工作时，它要向机械的用电设备供电，还将多余的电能向蓄电池充电，以保证蓄电池总是处在充满电的状态。
硅整流就是利用可控硅整流元件：一种大功率硅半导体器件，又叫晶闸管，英文缩写SCR，它具有同半导体二极管相似的单向导电特性，但它的导通可控制，所以说它是具有可控的单向导电特性的整流元件。
镍镉蓄电池结构
镍镉蓄电池是一种常见的蓄电池类型，具有高容量和长寿命等优点。
其结构主要由正极、负极、电解液和隔膜等组成。
正极材料通常采用氧化镍、氢氧化镍等化合物，其中氧化镍是最常用
的正极材料。
而负极材料则采用氢化镍和镉等合金，其中氢化镍是最
常用的负极材料。
电解液则采用钾氢氧化物溶液或者钠氢氧化物溶液
等碱性电解液。
隔膜则采用亚麻布或氧化纤维素等材料制成。
在充电状态下，正极材料呈氢氧化镍的状态，而负极材料为纯镉或富
镉氢化物。
电解液中则充满了氢氧根离子和氧根离子。
当外部电路进
行外加电压充电时，氢氧根离子向负极移动并得到电子转化成氢气，
而氧根离子向正极移动并得到电子转化成水。
这样就完成了充电过程。
在放电状态下，正极材料呈氧化镍的状态，而负极材料为纯镉或富镉
氢化物。
电解液中则充满了氢氧根离子和氧根离子。
当外部电路进行
放电操作时，氢氧根离子向正极移动并与氧根离子结合生成水，同时
释放出电子。
这些电子随后进入外部电路进行功率输出，而氧根离子
则向负极移动并失去电子转化成氢气。
这样就完成了放电过程。
综上所述，镍镉蓄电池具有结构简单、容量大、寿命长等优点。
但是，
由于其中含有镉等有害物质，所以在使用和处置时需要注意环境保护和个人安全。
同时还需要注意避免过度充放电和高温等情况的产生，以保证其正常使用寿命和安全性。
在今后的应用中，镍镉蓄电池将继续发挥重要作用，但也需要不断优化技术和改进材料，以进一步提高其性能和减少环境污染。
